JP7131387B2 - 無線通信制御装置、無線通信装置および無線通信システム - Google Patents
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Description
1.はじめに
2.本開示の一実施形態に係るシステムおよび装置
2.1.構成
2.2.機能
2.3.処理の流れ
2.4.適用例
2.5.本開示の一実施形態のまとめ
2.6.変形例
3.応用例
4.むすび
まず、本開示の一実施形態に係る無線通信システムに関連する技術について説明する。当該技術としては、ビームフォーミング技術がある。具体的には、IEEE802.11ad規格において、ビームフォーミング技術を利用した信号を通信するための仕組みが規定されている。
次に、本開示の一実施形態に係る無線通信システムおよび当該無線通信システムを実現するための無線通信制御装置および無線通信装置について説明する。
[システムの構成]
まず、本開示の一実施形態に係る無線通信システム(以下、単に無線通信システムとも称する。)の構成について説明する。図1を参照して、無線通信システムの物理構成例について説明する。図1は、本開示の一実施形態に係る無線通信システムの物理構成例を説明するための図である。
続いて、図6を参照して、統合制御装置100の機能構成について説明する。図6は、本開示の一実施形態に係る統合制御装置100および無線通信装置200の機能構成の例を概略的に示すブロック図である。
続いて、図6を参照して、無線通信装置200の機能構成について説明する。図6に示したように、無線通信装置200は、第1無線通信モジュール201、第2無線通信モジュール202、有線通信モジュール203および制御部204を備える。
続いて、図7を参照して、第1無線通信モジュール201の機能構成について説明する。図7は、本開示の一実施形態に係る第1無線通信モジュール201の概略的な機能構成の例を示すブロック図である。
次に、本開示の一実施形態に係る無線通信システムの機能について説明する。
統合制御装置100は、複数の無線通信装置200の少なくとも1つへ電波検出を指示する。具体的には、制御部103は、検出制御部として、無線通信装置200へ通信を介して所定の期間にわたる電波検出を指示する。例えば、制御部103は、有線通信モジュール101または無線通信モジュール102に電波検出要求を通信接続されている全ての無線通信装置200へ送信させる。なお、電波検出要求には、電波検出に係るパラメタ(例えば検出周波数または検出期間など)情報および検出結果の送信において用いられる送信パラメタ(例えば送信周波数または送信期間など)情報が格納されてもよい。また、当該送信パラメタは多元接続通信のためのパラメタであってよい。多元接続は、周波数分割多元接続、直交周波数分割多元接続、空間分割多元接続、時分割多元接続または符号分割多元接続のいずれであってもよい。
統合制御装置100は、無線通信装置200の受信を制御する。具体的には、制御部103は、通信制御部として、検出方向情報に基づいて無線通信装置200の受信の態様を制御する。より具体的には、制御部103は、検出方向情報から特定される電波を検出した無線通信装置200へ信号の受信を指示する。例えば、制御部103は、有線通信モジュール101または無線通信モジュール102に検出方向情報から特定された無線通信装置200の各々へ受信要求を送信させる。なお、受信要求には、受信処理において用いられるパラメタ(例えば、受信周波数または受信期間など)情報が格納されてもよい。
統合制御装置100は、無線通信装置200の送信を制御する。具体的には、制御部103は、検出方向情報に基づいて無線通信装置200の送信の態様を制御する。より具体的には、送信の態様の制御は、送信有無の制御であり、制御部103は、検出方向情報から特定される電波を検出した無線通信装置200以外の無線通信装置200へ信号の送信を指示する。検出方向情報から特定される無線通信装置200以外の無線通信装置200は、電波を検出した無線通信装置200と指向性に係る方向が隣接しない無線通信装置200を含む。例えば、指向性に係る方向が図2に示したような方向Aである無線通信装置200において電波が検出された場合を想定する。この場合、制御部103は、方向Aと隣接する方向BおよびFに対応する無線通信装置200Bおよび200F以外の無線通信装置200C~200Eおよび200Gへ信号の送信要求を有線通信モジュール101または無線通信モジュール102に送信させる。なお、送信要求には、送信処理において用いられる送信パラメタ(例えば、送信周波数または送信期間など)情報が格納されてもよい。
統合制御装置100は、受信結果に基づいて無線通信装置200の通信に係る処理を制御する。具体的には、制御部103は、通信相手との対応付けに基づいて特定される無線通信装置200に通信に係る処理を指示する。例えば、制御部103は、無線通信装置200に信号を受信させる場合、信号の送信元が把握されるときは、記憶部に記憶された対応付けに基づいて当該送信元と対応付けられた無線通信装置200を特定する。そして、制御部103は、特定された無線通信装置200へ受信要求を通知する。また、制御部103は、無線通信装置200に信号を送信させる場合、記憶部に記憶された対応付けに基づいて信号の送信先と対応付けられた無線通信装置200を特定する。そして、制御部103は、特定された無線通信装置200へ電波検出要求としてのCSMA要求を通知し、CSMA結果を送信しなかった無線通信装置200へ送信要求を通知する。
次に、本開示の一実施形態に係る無線通信システムの処理の流れについて説明する。
まず、図8を参照して、無線通信システムの電波検出処理および受信処理について説明する。図8は、本開示の一実施形態に係る無線通信システムの電波検出処理および受信処理の例を概念的に示すシーケンス図である。
続いて、図9を参照して、無線通信システムの送信処理について説明する。図9は、本開示の一実施形態に係る無線通信システムの送信処理の例を概念的に示すシーケンス図である。
続いて、図10を参照して、無線通信システムの学習結果を用いた送信処理について説明する。図10は、本開示の一実施形態に係る無線通信システムの学習結果を用いた送信処理の例を概念的に示すシーケンス図である。
統合制御装置100の処理について説明する。まず、図11を参照して、統合制御装置100の処理の全体について説明する。図11は、本開示の一実施形態に係る統合制御装置100の全体処理の例を概念的に示すフローチャートである。
次に、無線通信装置200の処理について説明する。まず、図15を参照して、無線通信装置200の処理の全体について説明する。図15は、本開示の一実施形態に係る無線通信装置200の全体処理の例を概念的に示すフローチャートである。
以上、本開示の一実施形態に係る無線通信システムの処理の流れについて説明した。次に、無線通信システムの適用例について説明する。図19および図20を参照して、移動体間で指向性を有する無線通信が行われる場合について説明する。図19および図20は、本開示の一実施形態に係る無線通信システムの適用例を説明するための図である。
このように、本開示の一実施形態によれば、統合制御装置100は、指向性を伴う無線通信を行う複数の無線通信装置200の少なくとも1つへ電波検出を指示し、無線通信装置200により電波が検出された方向が特定される第1の情報に基づいて無線通信装置200の通信を制御する。また、無線通信装置200は、電波検出の指示に基づいて、指向性に係る方向の範囲において電波検出処理を実行し、上記第1の情報を統合制御装置100(通信制御部)へ提供し、統合制御装置100からの指示に基づいて指向性を伴う無線通信を行う。
以上、本開示の一実施形態について説明した。なお、本開示の一実施形態は、上述の例に限定されない。以下に、本開示の一実施形態の第1~第3の変形例について説明する。
第1の変形例として、統合制御装置100は、電波の検出レベルに基づいて無線通信装置200の送信の態様を制御してもよい。具体的には、制御部103は、検出された電波の電力レベルに基づいて信号の送信に係る送信パラメタを制御する。制御される送信パラメタとしては、送信電力がある。例えば、制御部103は、信号の検出レベルが高いほど、信号の送信に用いられる送信電力を低く設定する。これは、既に行われている通信を妨げないためである。なお、信号は検出されなかったが電波が検出された場合、送信電力が通常より高く設定されてもよい。また、送信パラメタは、符号化情報または送信データ長であってもよい。さらに、図21を参照して、本変形例の処理について説明する。図21は、本開示の一実施形態の第1の変形例に係る統合制御装置100の送信指示処理の例を概念的に示すフローチャートである。なお、図14を参照して説明した処理と実質的に同一である処理については説明を省略する。
第2の変形例として、統合制御装置100は、電波の検出レベルに基づいて信号を受信させる無線通信装置200を選択してもよい。具体的には、制御部103は、検出された電波に係る検出レベルに基づいて特定される無線通信装置200へ信号の受信を指示する。例えば、制御部103は、無線通信装置200から受信される電波検出結果により示される電波検出レベルが閾値以上である無線通信装置200にのみ受信要求を有線通信モジュール101または無線通信モジュール102に送信させる。
第3の変形例として、統合制御装置100は、無線通信装置200が搭載される移動体の状況に基づいて無線通信装置200の通信を制御してもよい。具体的には、制御部103は、移動体の移動情報に基づいて通信を行わせる無線通信装置200を選択する。移動体の移動情報としては、車両の移動方向に係る情報がある。例えば、図19に示したように車両10Xが前方すなわち方向Aに進行し、車両10Fが車両10Xの後方すなわち方向Dに進行している場合、制御部103は、方向Fに信号を送信する無線通信装置200Fだけでなく、方向Eに信号を送信する無線通信装置200Eへも送信要求を通知する。この場合、車両の移動による通信に適した無線通信装置200の変化に対応することができる。
第4の変形例として、統合制御装置100は、検出方向情報に基づいて送信パラメタを制御してもよい。具体的には、制御部103は、検出方向情報から特定される無線通信装置200の送信パラメタを制御する。送信パラメタとしては、上述した符号化情報、送信データ長または送信電力などがある。例えば、制御部103は、他の無線通信装置200よりも、信号を検出した無線通信装置200に設定させる符号化レートを下げ(すなわち冗長化し)たり、送信させるデータ長を短くしたり、設定させる送信電力を上げたりする。なお、信号を検出した無線通信装置200の送信タイミングが他の無線通信装置200と異なるタイミングに設定されてもよい。
本開示に係る無線通信システムは、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る無線通信システムは、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械(トラクター)などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてよい。
以上、本開示の一実施形態によれば、電波が検出された方向に基づいて特定される無線通信装置200の指向性を有する無線通信を制御することにより、従来の通信方向の決定処理なしで無線通信が成功する可能性を高めることができる。このため、無線通信が失敗することにより無線通信リソースが浪費されることを抑制することができる。従って、通信のためのオーバヘッドの抑制と無線通信リソースの効率的な利用とを両立させることが可能となる。
(1)
指向性を伴う無線通信を行う複数の無線通信装置の少なくとも1つへ電波検出を指示する検出制御部と、
前記無線通信装置により電波が検出された方向が特定される第1の情報に基づいて前記無線通信装置の通信を制御する通信制御部と、
を備える無線通信制御装置。
(2)
前記通信制御部は、前記第1の情報に基づいて前記無線通信装置の受信の態様を制御する、
前記(1)に記載の無線通信制御装置。
(3)
前記通信制御部は、前記第1の情報から特定される電波が検出された前記無線通信装置へ信号の受信を指示する、
前記(2)に記載の無線通信制御装置。
(4)
前記通信制御部は、受信された信号の電力レベルに基づいて前記受信された信号を受信した前記無線通信装置と前記受信された信号の送信元との対応付けを行う、
前記(2)または(3)に記載の無線通信制御装置。
(5)
前記通信制御部は、前記対応付けに基づいて特定される前記無線通信装置に通信に係る処理を指示する、
前記(4)に記載の無線通信制御装置。
(6)
前記通信制御部は、検出された電波の電力レベルに基づいて特定される前記無線通信装置へ信号の受信を指示する、
前記(2)~(5)のいずれか1項に記載の無線通信制御装置。
(7)
前記通信制御部は、信号を送信した前記無線通信装置に基づいて特定される前記無線通信装置に送信信号に対する応答信号の受信を指示する、
前記(2)~(6)のいずれか1項に記載の無線通信制御装置。
(8)
前記通信制御部は、前記第1の情報に基づいて前記無線通信装置の送信の態様を制御する、
前記(1)~(7)のいずれか1項に記載の無線通信制御装置。
(9)
前記送信の態様の制御は、送信有無の制御を含み、
前記通信制御部は、電波を検出した前記無線通信装置以外の前記無線通信装置に信号の送信を指示する、
前記(8)に記載の無線通信制御装置。
(10)
前記電波を検出した前記無線通信装置以外の前記無線通信装置は、前記電波を検出した前記無線通信装置と指向性に係る方向が隣接しない前記無線通信装置を含む、
前記(9)に記載の無線通信制御装置。
(11)
前記送信の態様の制御は、信号の送信に係る送信パラメタの制御を含み、
前記送信パラメタは、符号化情報、送信データ長および送信電力のうちの少なくとも1つを含む、
前記(8)~(10)のいずれか1項に記載の無線通信制御装置。
(12)
前記通信制御部は、検出された電波の電力レベルに基づいて信号の送信に係る送信パラメタを制御する、
前記(8)~(11)のいずれか1項に記載の無線通信制御装置。
(12)
前記送信パラメタは、送信電力を含む、
前記(11)に記載の無線通信制御装置。
(13)
前記第1の情報は、前記無線通信装置の識別情報を含む、
前記(1)~(12)のいずれか1項に記載の無線通信制御装置。
(14)
前記通信制御部は、前記指向性を伴う無線通信の方式と異なる方式の通信を用いて、前記無線通信装置への指示または制御を行う、
前記(1)~(13)のいずれか1項に記載の無線通信制御装置。
(15)
電波検出の指示に基づいて、指向性に係る方向の範囲において電波検出処理を実行する検出処理部と、
電波が検出された方向が特定される第1の情報を通信制御部へ提供する提供部と、
前記通信制御部からの指示に基づいて指向性を伴う無線通信を行う通信部と、
を備える無線通信装置。
(16)
前記通信部は、前記指示に基づいて信号を受信し、
前記提供部は、信号の受信結果を前記通信制御部へ提供する、
前記(15)に記載の無線通信装置。
(17)
前記通信部は、前記通信制御部から受信が指示された場合のみ、受信機能を起動させる、
前記(15)または(16)に記載の無線通信装置。
(18)
前記通信部は、前記通信制御部からの送信指示に基づいて信号を送信する、
前記(15)~(17)のいずれか1項に記載の無線通信装置。
(19)
前記通信制御部は、前記無線通信装置の外部の装置に備えられ、
前記無線通信装置と前記通信制御部とは通信を介して接続される、
前記(15)~(18)のいずれか1項に記載の無線通信装置。
(20)
指向性を伴う無線通信を行う複数の通信部の少なくとも1つへ電波検出を指示する検出制御部と、
電波検出の指示に基づいて、指向性に係る方向の範囲において電波検出処理を実行する検出処理部と、
電波が検出された方向が特定される第1の情報を通信制御部へ提供する提供部と、
通信部により電波が検出された方向が特定される第1の情報に基づいて通信部の通信を制御する通信制御部と、
通信制御部からの指示に基づいて指向性を伴う無線通信を行う通信部と、
を備える無線通信システム。
101 有線通信モジュール
102 無線通信モジュール
103 制御部
104 入力部
105 出力部
200 無線通信装置
201 第1無線通信モジュール
202 第2無線通信モジュール
203 有線通信モジュール
Claims (13)
- 電波検出時間を設定し、指向性を伴う無線通信を行う複数の無線通信装置へ電波検出を指示する検出制御部と、
前記複数の無線通信装置のうち少なくとも1つの無線通信装置から前記電波検出時間内に電波検出結果を受信した場合に、前記無線通信装置により電波が検出された方向が特定される第1の情報に基づいて前記無線通信装置の通信を制御する通信制御部と、
を備え、
前記通信制御部は、前記第1の情報に基づいて前記無線通信装置の受信の態様を制御し、
前記通信制御部は、信号を送信した前記無線通信装置に基づいて特定される前記無線通信装置に送信信号に対する応答信号の受信を指示する、
無線通信制御装置。 - 前記通信制御部は、前記第1の情報から特定される電波が検出された前記無線通信装置へ信号の受信を指示する、
請求項1に記載の無線通信制御装置。 - 前記通信制御部は、受信された信号の電力レベルに基づいて前記受信された信号を受信した前記無線通信装置と前記受信された信号の送信元との対応付けを行う、
請求項1に記載の無線通信制御装置。 - 前記通信制御部は、前記対応付けに基づいて特定される前記無線通信装置に通信に係る処理を指示する、
請求項3に記載の無線通信制御装置。 - 前記通信制御部は、検出された電波の電力レベルに基づいて特定される前記無線通信装置へ信号の受信を指示する、
請求項1に記載の無線通信制御装置。 - 電波検出時間を設定し、指向性を伴う無線通信を行う複数の無線通信装置へ電波検出を指示する検出制御部と、
前記複数の無線通信装置のうち少なくとも1つの無線通信装置から前記電波検出時間内に電波検出結果を受信した場合に、前記無線通信装置により電波が検出された方向が特定される第1の情報に基づいて前記無線通信装置の通信を制御する通信制御部と、
を備え、
前記通信制御部は、前記第1の情報に基づいて前記無線通信装置の送信の態様を制御し、
前記送信の態様の制御は、送信有無の制御を含み、
前記通信制御部は、電波を検出した前記無線通信装置以外の前記無線通信装置に信号の送信を指示する、
無線通信制御装置。 - 前記電波を検出した前記無線通信装置以外の前記無線通信装置は、前記電波を検出した前記無線通信装置と指向性に係る方向が隣接しない前記無線通信装置を含む、
請求項6に記載の無線通信制御装置。 - 前記送信の態様の制御は、信号の送信に係る送信パラメタの制御を含み、
前記送信パラメタは、符号化情報、送信データ長および送信電力のうちの少なくとも1つを含む、
請求項6に記載の無線通信制御装置。 - 前記通信制御部は、検出された電波の電力レベルに基づいて信号の送信に係る送信パラメタを制御する、
請求項6に記載の無線通信制御装置。 - 前記第1の情報は、前記無線通信装置の識別情報を含む、
請求項1に記載の無線通信制御装置。 - 前記通信制御部は、前記指向性を伴う無線通信の方式と異なる方式の通信を用いて、前記無線通信装置への指示または制御を行う、
請求項1に記載の無線通信制御装置。 - 電波検出時間を設定し、指向性を伴う無線通信を行う複数の通信部へ電波検出を指示する検出制御部と、
電波検出の指示に基づいて、指向性に係る方向の範囲において電波検出処理を実行する検出処理部と、
電波が検出された方向が特定される第1の情報を通信制御部へ提供する提供部と、
前記複数の通信部のうち少なくとも1つの通信部から前記電波検出時間内に電波検出結果を受信した場合に、前記通信部により電波が検出された方向が特定される前記第1の情報に基づいて前記通信部の通信を制御する前記通信制御部と、
を備え、
前記通信制御部は、前記第1の情報に基づいて前記通信部の受信の態様を制御し、
前記通信制御部は、信号を送信した前記通信部に基づいて特定される前記通信部に送信信号に対する応答信号の受信を指示する、
無線通信システム。 - 電波検出時間を設定し、指向性を伴う無線通信を行う複数の通信部へ電波検出を指示する検出制御部と、
電波検出の指示に基づいて、指向性に係る方向の範囲において電波検出処理を実行する検出処理部と、
電波が検出された方向が特定される第1の情報を通信制御部へ提供する提供部と、
前記複数の通信部のうち少なくとも1つの通信部から前記電波検出時間内に電波検出結果を受信した場合に、前記通信部により電波が検出された方向が特定される前記第1の情報に基づいて前記通信部の通信を制御する前記通信制御部と、
を備え、
前記通信制御部は、前記第1の情報に基づいて前記通信部の送信の態様を制御し、
前記送信の態様の制御は、送信有無の制御を含み、
前記通信制御部は、電波を検出した前記通信部以外の前記通信部に信号の送信を指示する、
無線通信システム。
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